水泥混凝土桥面铺装病害及预防措施分析

2010-09-05深圳高速公路股份有限公司吴建明

河南科技 2010年12期

深圳高速公路股份有限公司吴建明

水泥混凝土桥面铺装病害及预防措施分析

深圳高速公路股份有限公司吴建明

近年来,随着国家对基础设置建设的投入力度加大,越来越多的高等级的公路陆续建设起来。于此相伴桥梁的数量也在增加,然而很多桥梁在通车后不久便出现了桥面铺装大面积破坏,给交通运输带来很多不便,也给维修工作带来了新的难题。本文针对这个问题,结合具体工程案例,分析了桥面铺装病害的原因,并且具有针对性的提出了一些改进措施,希望给广大建筑工作者一点有益的参考。

水泥混凝土桥面铺装病害预防措施

目前,公路桥梁的桥面铺装一般都采用水泥混凝土,对于桥面铺装我国尚缺少成熟的经验,导致了广大建筑工作者在进行设计施工时缺少依据,更多的是凭借以往的工作经验进行设计施工,由此导致了一系列的质量问题。据有关资料显示,目前我国正在使用中的大中型桥梁有超过80%的不同程度的出现桥面铺装质量问题,其中超过20%的桥梁已经严重影响了正常交通运输,给人们生活带来不便,也影响了当地的经济建设。如何能采取有效的措施进行防护就成为一个非常现实的问题。分析桥面铺装的质量问题,无外乎有两个方面,一个是设计原因,一个是具体施工原因。本文首先从以上两个方面进行了分析,然后提出了一些具有针对性的预防措施。

一、水泥混凝土桥面铺装病害的主要原因分析

水泥混凝土桥面铺装的病害问题主要是水泥铺装层的龟裂、漏筋和破碎。在现实中具体的表现特征是纵向裂缝、角隅破坏、局部坑槽等。严重影响了过往车辆的正常运行,而且维修困难,容易出现反复。对此首先要分析其产生的具体原因,这样才能做到在建筑施工中采取有针对性的措施,做到有的放矢。上文已经说过,原因主要从设计和施工两方面入手,下面将从这两方面具体展开论述。

1.设计方面

(1)首先是水泥混凝土的厚度设计不足。现代的交通运输,有一个发展趋势就是车速越来越快,载重越来越大、车流越来越大,尤其是现在普遍存在的超载问题,虽然国家三令五申的进行治理,但是从目前效果来看,收效甚微。针对这种情况作为桥梁直接受力部位的铺装层就必须保证足够的刚性强度和耐久性。而混凝土的厚度不足必然导致刚性降低,导致车辆的移动局部集中载荷拉应力超过混凝土的承受极限,发生拉伸破坏就成为必然。

(2)铺装层的钢筋配置没有按受力筋配置。在桥面铺装设计中有一个普遍存在的设计误区,就是认为桥面铺装混凝土不参与受力结构,所以在设计中只是按照结构钢筋标准进行设计,正是由于这个误区就直接导致了钢筋的密度不够,钢筋的型号不达标。由此就造成桥面的早期开裂现象,而且由于钢筋密度不够直接影响铺装侧的稳定,也导致桥面的耐久性不够。

(3)在设计中对缝隙重视不够。由于在设计理念上对桥面受力缺少重视,于是就导致了对桥面混凝土缝隙的重视不够,而这些缝隙恰恰会激发应力集中,这便成为桥面的最薄弱环节,也是桥面发生破坏的“导火索”。

2.施工方面

(1)混凝土施工选取的原材料不合格。原材料的不合格是导致了水泥混凝土龟裂和破碎的最直接的原因,尤其设计上的缺陷以及在施工过程中的质量控制不佳,导致原材料质量不达标,如细料中杂质过高,压碎指标不符合标准,而粗骨料的颗粒直径不合格,达不到建筑要求。以上原因直接导致了混凝土的整体强度不佳,达不到设计强度,发生破碎成为必然。

(2)桥梁的行车道板和水凝混凝土铺装之间存在“空鼓”现象。二者未能连结成一体,由于空鼓的存在就导致了钢筋网起不到应有的防裂加固作用,尤其其下沉以及上面保护层过大,这样就导致桥面经不起移动载荷应力引起的反复振动,于是就会发生破坏。

(3)水凝混凝土铺装层厚度不够。由于设计中的不够重视,导致在施工中对桥梁下部结构施工中和预置梁施工中对标高缺少控制,产生过高现象,于是在安装后才发现顶部标高偏高,为了保证桥梁线路整体的高度不变,必然导致对铺装层厚度的削减,于是产生一系列后果,最直接的就是导致钢筋网的上下层之间的保护不够,钢筋网起不到加强加固的作用,混凝土桥面强度不够,出现漏筋现象。

(4)混凝土养生不够。道路工程一般工期都比较紧张,加之设计者本身对桥面铺装的应力考虑不足,就导致了很多工程在施工完成后便匆匆开放交通。众所周知,混凝土的养生必须及时而且需要一定的时间,必须在铺装完成后及时养生,达到设计强度才可以开放。如果混凝土养生不足,就匆匆开放就会导致混凝土铺装的早期破坏,大大缩减了混凝土的使用寿命。

二、水泥混凝土桥面铺装病害的预防措施

上文对混凝土桥面铺装病害的问题进行了分析,从设计和施工两个方面进行了阐述。下面针对上文提出的问题,结合实际施工案例提出一些预防和改进措施。

1.设计方面

(1)必须保证铺装层有足够的厚度。针对目前公路车流大、载重大、车速快的特点,必须在施工设计中保证混凝土有足够的强度。提高混凝土的厚度可以直接提升混凝土的强度,强度提升后由于车辆通过所产生的桥面铺装局部拉应力就会相对减少,早期发生拉升破坏的概率就会大大降低。根据以往的经验,铺装层的厚度必须大于12cm,过厚也没有必要,一般在12～18cm这个区间之内较为合适。

(2)铺装层的钢筋按受力筋配置。铺装层的钢筋不应该在设计中单纯的按照结构钢筋进行配置,而是应该考虑应力因素,按受力筋进行配置。这样就必须提高钢筋的密度,而对于一些比较大的桥梁则考虑采用双层纵横方向的钢筋,保证桥面经受得住局部集中载荷所产生的拉应力。一般根据经验,对于钢筋直径的选取一般在8～10mm之间为宜,而对于上层网距采取15cm×15cm结构,下层的间距一般采用20cm× 20cm结构,保证钢筋纵横向的连续性。

(3)对桥面的铺装缝隙进行有效的控制。桥面的缝隙很有可能成为桥面损坏的“导火索”。因此在设计中尽可能的减少缝隙的数量,一个有效的方法就是在设计中增加铺装网钢筋的密度,这样就可以大大的较少缝隙的存在。除此之外对于纵向工作缝的设置,应该设置在车道分界线和车道之外,这样就可以有效的减少荷载对缝隙的作用频率。

2.施工方面

(1)严格控制建筑材料质量。提升质量意识,严控建筑质量,对于粗细骨料必须进行分类检验,合格后才可以使用,对于不合格的产品必须退回,严禁使用。对于配料中的沙石也要进行认真筛选,保证混凝土的质量。

(2)使桥面混凝土和行车道板形成严密的整体。必须保证梁板与桥面铺装的紧密结合,对此在施工中对于梁板的预制环节,采用拉毛的方法,一般都选取在垂直跨径的方向划槽,槽的深度一般在0.5cm与1cm之间,整个面都要进行,没延米控制在10～15道之间为宜。同时在绑扎钢筋网之前必须保证梁顶的清洁,用钢丝刷清除上面的杂质,用空压机吹净后进行冲洗。

(3)在桥梁下部结构施工以及预置梁施工中严格控制标高。对于桥梁上下部的标高进行严格控制,这样才能保证桥面铺装的混凝土厚度达到要求。如果一旦对桥梁上下标高控制失误,切不可以采取减小铺装层厚度的方法来保证整体线路标高,而是应该与有关部门沟通提高桥梁线路的标高。

(4)必须对混凝土做充分的养生。上文说过由于养生不足而造成的桥面铺装混凝土强度不够,过早的破碎。据此必须保证在铺装完成后,对混凝土进行及时、充分的养生,只有在混凝土强度达到要求后才可以开放通车。